《物理化学》复习题

物理化学复习题第一章热力学第一定律一、填空题1、一定温度、压力下，容器中进行如下反应：Zn(s)+2HCl(aq)=ZnCl2(aq)+H2(g)，若按质量守恒定律，则反应系统为系统；若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上，则反应系统为系统。2、所谓状态是指系统所有性质的。而平衡态则是指系统的状态的情况。系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到平衡、平衡、平衡和平衡。3、下列各公式的适用条件分别为：U=f(T)和H=f(T)适用于；Qv=△U适用于；Qp=△H适用于；△U=dTnC12TTm,v适用于；△H=dTnC21TTm,P适用于；Qp=QV+△ngRT适用于；pVr=常数适用于。4、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义，在C（石墨）、CO（g）和CO2(g)之间，的标准摩尔生成焓正好等于的标准摩尔燃烧焓。标准摩尔生成焓为零的是，因为它是。标准摩尔燃烧焓为零的是，因为它是。5、在节流膨胀过程中，系统的各状态函数中，只有的值不改变。理想气体经节流膨胀后，它的不改变，即它的节流膨胀系数μ=。这是因为它的焓。6、化学反应热会随反应温度改变而改变的原因是；基尔霍夫公式可直接使用的条件是。7、在、不做非体积功的条件下，系统焓的增加值系统吸收的热量。8、由标准状态下元素的完全反应生成1mol纯物质的焓变叫做物质的。9、某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行,系统温度由T1升高到T2，则此过程的焓变零；若此反应在恒温（T1）、恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其焓变零。10、实际气体的μ=0PTH,经节流膨胀后该气体的温度将。11、公式QP=ΔH的适用条件是。12、若某化学反应，只做体积功且满足等容或等压条件，则反应的热效应只由决定，而与无关。13、常温下，氢气经节流膨胀ΔT0；W0；Q0；ΔU0；ΔH0。14、在充满氧的绝热定容反应器中，石墨剧烈燃烧的反应器以其中所有物质为系统Q0；W0；ΔU0；ΔH0。二、简答题1、为什么无非体积功的等压过程的热，只决定与体系的初终态？2、“因△H=Qp所以只有等压过程才有△H，”这句话是否正确？为什么？3、“因为△H=Qp，所以Qp也具有状态函数的性质”对吗？为什么？4、为什么对于理想气体，公式dTCUTTmv21,可用来计算任意变温过程的dU并不受定容条件的限制？5、为什么理想气体常数R在数值上等于1mol理想气体升高1K所作的等压体积功？6、“稳定单质的焓值等于零”；“化合物的摩尔生成热就是1mol该物质所具有的焓值”对吗？为什么？7、反应A(g)+2B(g)→C(g)的△Hm(298.2K)0，则此反应进行时必定吸热，对吗？为什么？8、从气体的同一初态出发分别经等温可逆压缩至终态体积是，那一个过程所作压缩功大些？为什么？从同一初态出发，分别经可逆的绝热膨胀与不可逆的绝热膨胀至终态体积相同时，气体的压力相同吗？为什么？10、测定CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)反应的热效应。11、设有一电炉丝浸入水中，接上电源，通以电流一段时间。分别按下列几种情况作为体系，试问△Ｕ、Ｑ、Ｗ为正、负，还是为零？（1）以水和电阻丝为体系；（2）以水为体系；（3）以电阻丝为体系；（4）以电池为体系；（5）以电池、电阻丝为体系；（6）以电池、电阻丝、水为体系。12、设有一装置如下图所示，一边是水，另一边是浓硫酸，中间以薄膜分开，两边的温度均为T1，当将薄膜弄破以后温度由T1升到T2，如果以水和浓硫酸为体系，问此体系的△U是正、负，还是零。如果以水和浓硫酸为体系，问此体系的△U是正、负，还是零。如果在薄膜破了以后，设法通入冷却水使浓硫酸和水的温度仍为T1，仍以原来的水和浓硫酸为体系，问△U是正、负，还是零。12题图13、一个绝热圆筒上有一个无摩擦无重量的绝热活塞，其内有理想气体，圆筒内壁绕有电炉丝。当通电时气体慢慢膨胀，这是等压过程。请分别讨论（1）选理想气体为体系；（2）选理想气体和电阻丝为体系；两个过程的Q和体系的△H是大于、等于还是小于零？14、判断下列过程中Q、W、△U、△H各量是正、零还是负值；理想气体自由膨胀；理想气体节流膨胀；理想气体绝热、反抗恒外压膨胀；理想气体恒温可逆膨胀；1mol实际气体恒容升温；H2O（1，P0，273K）→H2O（S，P0，273K）在绝热恒容器中，H2（g）与Cl2(g)生成HCl(g)(理想气体反应)15、如下图所示，设有一电炉丝浸于水中，接上电源，通以电流一段时间。如果按下列几种情况作为系统，试问△U、Q、W为正、为负还是为零？（1）以电炉丝为系统；（2）以电炉丝和水为系统；（3）以电炉丝、水、电源、及其他一切有影响的部分为系统。15题图16题图16、设有一装置如上图所示，（1）将隔板抽去以后，以空气为系统时，△U、Q、W为正、为负还是为零？（2）如右方小室亦有空气，不过压力较左方小，将隔板抽去以后，以所有空气为系统时，△U、Q、W为正、为负还是为零？17、在标准压力下和100OC，1mol水等温蒸发为蒸汽。假设蒸汽为理想气体。因为这一过程中系统的温度不变，所以，△U=0，0dTCQpp,这一结论对否？为什么？18、一气体从某一状态出发，经绝招可逆压缩或等温可逆压缩到一固定的体积哪一种压缩过程所需的功大？为什么？如果是膨胀，情况又将如何？三、综合题1、已知PbO(s)在291K的生成热为-219.5kJ·mol-1，在291K到473K之间，Pb(s)，O2(g)及PbO(s)的平均比热各为0.134，0.900和0.218J·g-1·K-1，试计算PbO(s)在473K时的生成热。2、nmol理想气体由p1，V1，T1，恒温膨胀到p2，V2，T2，求过程的焓变ΔH，结果能说明什么？3、已知冰在0℃及101.325kPa，熔化热为6008J·mol-1，水在100℃及101.325kPa下，蒸发热为44011J·mol-1，在0℃～100℃间水的平均比热为75J·K-1·mol-1，求在101.325kPa下，将1mol的0℃冰变成100℃的水蒸气，试计算其ΔU，ΔH。4、0.01m3氧气由273K，1MPa经过(1)绝热可逆膨胀(2)对抗外压p=0.1MPa做绝热不可逆膨胀，气体最后压力均为0.1MPa，求两种情况所做的功。(氧气的Cp,m=29.36J·K-1·mol-1)5、10mol的理想气体分别经过下述(a)和(b)两个过程，在673K从1.8×10-3m3等温膨胀到2.4×10-3m3，试计算其膨胀功W及体系所吸收的热Q。(a)可逆恒温膨胀；(b)对抗外压为2.026×105Pa的等温膨胀。6、已知298.15K及101325Pa压力下，反应A(s)+2BD(aq)==AD2(aq)+B2(g)在电池中进行，完成一个单位的反应时，系统做电功150kJ，放热80kJ，计算该反应的ΔrHm，ΔrUm，Q，W。7、在298.2K，101325Pa时有0.5molZn与过量稀硫酸反应，生成氢气和硫酸锌，已知此反应放热为7.155×104J，试计算：(1)上述过程中Q，W，ΔU，ΔH的值；(2)若上述反应在密闭容器中发生，求Q，W，ΔH，ΔU的值。8、将1kg水过冷到-5℃，在101.325kPa下，加入极少量的冰屑.使过冷水迅速结冰，并使冰与水的混合物的温度迅速升至冰点，冰的熔化热为333.5J·g-1，0℃至-5℃水的比热为4.238J·K-1，求结出冰的质量。9、已知水在100℃时的蒸发热为2259.36J·g-1，则在100℃时蒸发30g水，系统的Q，W，ΔH，为多少?10、有13.074gH2，由283.0K升至333.2K(视为理气)，若以下述二种不同的过程进行，求Q，W，△U，△H。(A)等容过程；(B)与环境无热交换。11、将1mol单原子理想气体，在1.013×105Pa下从298K加热到373K，再恒温可逆膨胀至体积增加一倍，最后绝热可逆膨胀至温度为308K，求全过程的W，Q，ΔU，ΔH。12、已知水蒸汽的平均摩尔等压热容Cp,m=34.10J·K-1·mol-1，现将1kg373K的水蒸汽在1.013×105Pa的压力下，升温至673K。求过程的Q，W及水蒸汽的ΔU，ΔH。13、1molO2由0.1MPa，300K恒压加热到1000K，求过程的Q、W、△U及△H。已知：Cp,m(O2)=(31.64+3.39×10-3T-3.77×10-5T2)J·K-1·mol-114、1molC6H6(g)在pθ,353.4K（正常沸点）下冷凝为液体。计算该过程的Q,W,ΔU,ΔH,已知苯的汽化热为394.4J·g-1。15、测得298KSO2(g)氧化成SO3(g)时的Qv,m=-141.75kJ·mol-1,计算该反应的Qp,m。16、由下列化合物的mcH计算其mfH(1)(COOH)2，(2)C6H5NH2，(3)CS2(l)。17、一个20dm3的高压釜内盛有290K,100kPa的氢气，加热后使H2压力上升至500kPa。设H2为理想气体，计算：（1）过程的Q；（2）H2终态的温度。18、1mol单原子分子理想气体B，由300K,100.0kPa经一可逆过程到达终态，压力为200.0kPa，过程的Q=1000.0J,ΔH=2078.5J（1）计算终态的温度、体积及过程的W,ΔU。（2）假设气体先经等压可逆过程，然后经等温可逆过程到达终态，此过程的Q,W,ΔU,ΔH是多少？19、1mol单原子分子理想气体的CV,m=3/2R，初态为202.6kPa，11.2dm3经p/T=C（常数）的可逆过程，压缩到终态，压力为405.2kPa。计算：（1）终态体积与温度；（2）ΔU与ΔH；（3）所作的功。答案一、填空题1、封闭；敞开2、综合表现；不随时间而改变；热；机械；相；化学3、理想气体的单纯状态改变；不做非体积功的恒容过程；不做非体积功的恒压过程；理想单纯状态改变，对其它系统则需过程恒容；理想气体的单纯状态改变，对其它系统则需过程恒压；过程恒温且不做非体积功；理想气体的绝热可逆过程4、O2（g）；C(石墨)；C(石墨)；碳元素各晶型中最稳定的相态；CO2（g）；碳元素完全氧化的最终产物5、焓；温度；零；只是温度的函数6、各产物的热容之和与各反应物的热容之和不相等；在所涉及的温度范围内各物质均无相变7、封闭系统恒压；等于8、最稳定物质；标准摩尔生成焓9、等于；不等于（小于）10、上升11、闭系、Wˊ=0、等压12、始终态；途径13、；；=；；=14、=；=；=；二、简答题1、因为无其他功的等压过程中Qp=△H，而△H是体系状态函数的改变值，所以在无其它功的等压过程中Qp只决定于初终态。2、不正确，H是状态函数，H=U+PV凡是体系状态发生变化，不论什么过程，体系的焓值都可能变化，即△H都可能不等于零。3、不对，△H=Qp，只说明Qp等于状态函数的改变值。并不意味着Qp具有状态函数的性质，Qp是一过程量，不是体系的状态性质，只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下Qp的值等于体系状态函数H的改变。4、因为对理想气体U=f(T)内能仅是温度的函数，只要始终态温度分别相同，△U就一定相同。所以公式dTCUTTmv21,并不受定容条件的限制。终态1U1,T2,p2,V1U2,T2,p1,V3终态2恒容△U1△U2恒压初态U1,T1,p1,V1恒容过程dTCUTTmv21,两者终态的温度相同即1mol理想气体不论经过什么过程，只要变到相同温度的终态其U总是等于21,TTmvdTnC。5、W=p外△V=p(V2-V1)=nR(T2-T1)当n=1molT2-T1=1K时W=R6、不对，稳定单质的焓的绝对值并不等于0，但可以说稳定单质的规定焓值等于0，人为规定标准状态下，稳定单质的生成焓，即规定焓为0。化合物的摩尔生成热不是1mol物质所具有的焓的绝对值，而是相对于生成它的稳定单质的焓的相对值。7、不对。只有在等压下，无其它功时，Qp=△Hm,△